《质子交换膜燃料电池密封元件测试方法》编制说明

《质子交换膜燃料电池密封元件测试方法》

标准编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

《质子交换膜燃料电池密封元件测试方法》（原名：燃料电池金属双极板用

密封制品技术标准）团体标准由中国动力电池产业创新联盟燃料电池分会提出，

中国汽车工业协会于2020年7月发布的立项计划通知函（中汽协函字[2020]279

号）下达立项，项目计划任务书号为2020-17。本标准根据GB/T20004.1-2016

《团体标准化第1部分：良好行为指南》和GB/T1.1-2020《标准化工作导则第

1部分：标准的结构和编写的有关要求》起草。

（二）主要起草单位及任务分工

上海交通大学为起草单位，上海治臻新能源装备有限公司、新源动力股份有

限公司、上海重塑能源科技有限公司、未势能源科技有限公司、无锡先导智能装

备股份有限公司、上海骥翀氢能科技有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、云

浮（佛山）氢能标准化创新研发中心为参与编制单位。

（三）标准研讨情况

为向中国动力电池产业创新联盟进行标准编写与备案，成立了以上海交通大

学为起草单位的编制小组。协作单位有上海治臻新能源装备有限公司、新源动力

股份有限公司、上海重塑能源科技有限公司、未势能源科技有限公司、无锡先导

智能装备股份有限公司、上海骥翀氢能科技有限公司、郑州宇通客车股份有限公

司、云浮（佛山）氢能标准化创新研发中心。编写组由1个高校、7个专职于燃

料电池的企业、1个创新技术中心组成，行业覆盖面广。目前，编写组已经完成

了测试标准的大纲及细节内容。

二、标准编制原则和主要内容

（一）标准制定原则

对于技术条件涉及的指标项的筛选，参考JB/T8448《变压器产品用密封制品

技术条件》、JB/T4127《机械密封技术条件》等以技术条件为主要内容的标准，

研究这些标准的涵盖范围、涉及项目等，面向车用燃料电池需求，从外观尺寸、

性能参数、寿命评价等角度对相关指标项及对应的测试标准进行筛选；另外，参

考GB/T1685《硫化橡胶或热塑性橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定》、

GB/T7755《硫化橡胶或热塑性橡胶透气性的测定以确保测试的准确性和规范性》

等确保测试方法的准确性和规范性。

本标准提出的燃料电池密封部件适用于所有燃料电池系统，制定的测试要求

及方法具有代表性和合理性，通用性高。

（二）技术先进性

为深入贯彻落实习主席的指示：加快制造强国、科技强国、交通强国建设；

为推动汽车电动化技术发展和产业应用，推进交通运输绿色转型升级创新发展，

发展氢能燃料电池汽车正在成为我国优化能源消费结构、保障能源供应安全、推

动环境治理、落实减排承诺的战略选择。目前在我国在车用质子交换膜燃料电池

技术可行性验证工作已经初步完成，推广应用存在的主要挑战是成本、寿命、可

靠性、环境适应性等问题。

密封材料是实现车用燃料电池长时间可靠运行的保证，在燃料电池发展的初

期就应该建立起统一的标准，用标准化来促进市场的规范和产品质量的提升。但

是现有橡胶尺寸、物性标准无法满足燃料电池的使用环境，如GB/T3672等涉及

指标值的标准在燃料电池这一高精度要求行业并不适用；如GB/T7755等单纯的

测试方法标准在燃料电池行业其测试结果的准入值也从未有规定。因此，建立燃

料电池密封材料的测试标准，对于规范行业技术，促进产业发展具有重要的意义。

本标准主要是面向车用情况下的燃料电池密封材料的外观尺寸、性能、寿命评价、

测试取样等方向；重点突出车用要求的不同工况下，密封部件的尺寸精度以及材

料的性能和寿命评价方法。

目前国内尚无针对车用燃料电池密封部件的性能测试规范。为此，秉承着团

标先行、按需定制、注重实用、适应迭代的原则，上海交通大学联合上海治臻新

能源装备有限公司等，共同制定燃料电池密封部件性能测试规范团体标准，为推

动燃料电池电动汽车用密封部件试验提供科学、安全、可靠、高效的检测和验证

技术保障，进一步促进燃料电池系统在交通领域的推广应用。

本标准主要有3个关键技术问题。

技术要求规定了密封材料及密封部件在外观尺寸、性能参数、寿命指标等方

面的指标值；

试验要求及试验方法规定了取样方式、例行试验及型式试验的涉及的试验测

试方法（可直接引用相关测试标准）及不合格品的判定方法；

标志包装运输储藏及其他要求规定了密封部件产品的标志方式、包装形式、

运输条件、储藏状况等内容。

本标准共分为17章，规定了术语定义、技术要求、试验前检查项、性能试

验方法、试验后检查项、测量参数等。

（三）经济适用性

标准制定过程中会利用当前市场的车辆的售后情况进行验证分析。多家单位、

多个样品并行试验，提高了验证的充分性。本标准对当前国内燃料电池系统零部

件测试标准进行了很好的补充，若能实施，将会使得国内燃料电池系统及其零部

件的发展得到有力提升。

三、采用国际标准和国外先进标准情况

无。

四、主要试验验证情况

上海交通大学是教育部直属，由教育部和上海市共建的全国重点大学。学校

科研经费连续多年名列国内高校第三，发明专利申请数连续两年居国内高校第一。

学校大力推进国际合作办学和合作科研，已与世界上150多所著名大学和50多

家跨国企业和研究机构建立了合作伙伴关系，并与密西根大学等世界一流大学开

展了的实质性合作办学。形成了包括国家重点实验室、上海市重点实验室、校企

共建专业实验室等基础设施比较完备的教学和科研基地。

标准承担团队上海交通大学先后承担燃料电池方面的国家自然科学基金6

项，863项目3项，国家重点研发计划课题/子课题4项，申请专利30余项；形

成了具有自主知识产权的金属双极板的设计制造，积累的金属双极板有效支持了

国内多家燃料电池企业和整车厂的燃料电池动力系统，研究成果获教育部自然科

学一等奖、中国汽车工业技术发明一等奖、上海市技术发明特等奖等。

上海交大燃团队依托上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，目前专

业用于燃料电池金属极板开发的实验室面积超过1000平方米，包括极板成形实

验室、双极板激光焊接实验室、极板镀膜实验室、材料力学性能实验室、测试实

验室，初步建成燃料电池金属极板研制的实验条件：

1）设计与仿真软件：AutoCAD、ABAQUS、LS/DYNA、AutoForm、

HYPERMESH、CATIA、UG。

2）实验设备：80吨变压变力液压试验机、200吨液压胀形机、300吨伺服

压力机；多模IPG激光系统、单模IPG激光焊接器；三轴数控机床、微电阻点

焊实验台；DP800磁控溅射实验机、超声波表面清洗设备；

3）测试设备：材料力学性能与测试实验室具有MTS材料试验机、Model100U

网格分析仪、RenishawEC10/ML激光干涉仪、高精度LVDT位移传感器、

COMET-400激光三维扫描仪、TM1-DPLUS超声波测试仪等、膜基结合力检测

仪器；100瓦和1000瓦容量的宁波拜特燃料电池测试仪、接触电阻试验台、多

台电化学工作站。

此外，上海交通大学具有国内先进的材料分析测试平台能够提供包括扫描电

镜、透射电镜、XRD、XPS等多种常规测试表征手段，结合上海同步辐射光源

中心的XAS和STEM-EELS，可以提供必要的支持条件。

另外，上海治臻新能源装备有限公司是中国领先的专业燃料电池金属双极板

供应商，开发了具有自主知识产权的燃料电池金属极板流场设计，精密成形，高

速焊接和高性能涂层等先进技术。新源动力股份有限公司是中国第一家致力于燃

料电池产业化的股份制企业。公司集科研开发、工程转化、产品生产、人才培养

于一体，主要从事氢燃料电池膜电极、电堆模块、系统及相关测试设备的设计开

发、生产制造和技术服务。上海重塑能源科技有限公司专注于燃料电池技术的研

发，燃料电池系统相关产品的研发、生产、销售及燃料电池工程应用开发服务，

具有完备的燃料电池评价测试体系；未势能源科技有限公司在高功率密度电堆、

高效率燃料电池发动机、高压车载储氢瓶、高集成度瓶阀等领域具备丰富的研究

经验和产品开发能力。无锡先导智能装备股份有限公司致力于氢燃料电池智能装

备、先进测试平台及制氢等配套设施的研发及产业化；上海骥翀氢能科技有限公

司是一家专注于自主知识产权燃料电池研发和产业化的科技公司，业务涵盖车用

燃料电池电堆等。郑州宇通客车股份有限公司是国内首家通过燃料电池商用车资

质认证的企业，云浮（佛山）氢能标准化创新研发中心致力于氢能及燃料电池标

准的建立和推广。

1）密封元件力学性能测试

标准压缩试样示意图：(a)压缩试样；(b)试样尺寸

压缩实验装置示意图

硅胶密封元件材料不同压缩速率实验结果：(a)20℃和(b)60℃

硅胶密封元件材料不同温度永久变形实验

硅胶密封材料不太温度的应变应力松弛：(a)20℃；(b)100℃

2）密封元件气密性

气密性实验装置

密封元件气密性实验重复性验证

五、与现行法律、法规和政策及相关标准的协调性

现有标准JB/T8448《变压器产品用密封制品技术条件》、JB/T4127《机械密

封技术条件》等不包含燃料电池密封部件的测试，而本标准提出的方法可以实

现所有燃料电池密封部件的测试，具有一定指导性。

本标准提出的方法与目前使用的国家标准不冲突。

本标准提出的测试方法充分考虑行业内燃料电池密封部件的使用情况，具有

普遍性。

六、贯彻标准的要求和措施建议

建议标准作为推荐性标准。

七、其他需要说明的事项

无。

标准起草工作组

2021年5月

《质子交换膜燃料电池密封元件测试方法》

标准编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

《质子交换膜燃料电池密封元件测试方法》（原名：燃料电池金属双极板用

密封制品技术标准）团体标准由中国动力电池产业创新联盟燃料电池分会提出，

中国汽车工业协会于2020年7月发布的立项计划通知函（中汽协函字[2020]279

号）下达立项，项目计划任务书号为2020-17。本标准根据GB/T20004.1-2016

《团体标准化第1部分：良好行为指南》和GB/T1.1-2020《标准化工作导则第

1部分：标准的结构和编写的有关要求》起草。

（二）主要起草单位及任务分工

上海交通大学为起草单位，上海治臻新能源装备有限公司、新源动力股份有

限公司、上海重塑能源科技有限公司、未势能源科技有限公司、无锡先导智能装

备股份有限公司、上海骥翀氢能科技有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、云

浮（佛山）氢能标准化创新研发中心为参与编制单位。

（三）标准研讨情况

为向中国动力电池产业创新联盟进行标准编写与备案，成立了以上海交通大

学为起草单位的编制小组。协作单位有上海治臻新能源装备有限公司、新源动力

股份有限公司、上海重塑能源科技有限公司、未势能源科技有限公司、无锡先导

智能装备股份有限公司、上海骥翀氢能科技有限公司、郑州宇通客车股份有限公

司、云浮（佛山）氢能标准化创新研发中心。编写组由1个高校、7个专职于燃

料电池的企业、1个创新技术中心组成，行业覆盖面广。目前，编写组已经完成

了测试标准的大纲及细节内容。

二、标准编制原则和主要内容

（一）标准制定原则

对于技术条件涉及的指标项的筛选，参考JB/T8448《变压器产品用密封制品

技术条件》、JB/T4127《机械密封技术条件》等以技术条件为主要内容的标准，

研究这些标准的涵盖范围、涉及项目等，面向车用燃料电池需求，从外观尺寸、

性能参数、寿命评价等角度对相关指标项及对应的测试标准进行筛选；另外，参

考GB/T1685《硫化橡胶或热塑性橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定》、

GB/T7755《硫化橡胶或热塑性橡胶透气性的测定以确保测试的准确性和规范性》

等确保测试方法的准确性和规范性。

本标准提出的燃料电池密封部件适用于所有燃料电池系统，制定的测试要求

及方法具有代表性和合理性，通用性高。

（二）技术先进性

为深入贯彻落实习主席的指示：加快制造强国、科技强国、交通强国建设；

为推动汽车电动化技术发展和产业应用，推进交通运输绿色转型升级创新发展，

发展氢能燃料电池汽车正在成为我国优化能源消费结构、保障能源供应安全、推

动环境治理、落实减排承诺的战略选择。目前在我国在车用质子交换膜燃料电池

技术可行性验证工作已经初步完成，推广应用存在的主要挑战是成本、寿命、可

靠性、环境适应性等问题。

密封材料是实现车用燃料电池长时间可靠运行的保证，在燃料电池发展的初

期就应该建立起统一的标准，用标准化来促进市场的规范和产品质量的提升。但

是现有橡胶尺寸、物性标准无法满足燃料电池的使用环境，如GB/T3672等涉及

指标值的标准在燃料电池这一高精度要求行业并不适用；如GB/T7755等单纯的

测试方法标准在燃料电池行业其测试结果的准入值也从未有规定。因此，建立燃

料电池密封材料的测试标准，对于规范行业技术，促进产业发展具有重要的意义。

本标准主要是面向车用情况下的燃料电池密封材料的外观尺寸、性能、寿命评价、

测试取样等方向；重点突出车用要求的不同工况下，密封部件的尺寸精度以及材

料的性能和寿命评价方法。

目前国内尚无针对车用燃料电池密封部件的性能测试规范。为此，秉承着团

标先行、按需定制、注重实用、适应迭代的原则，上海交通大学联合上海治臻新

能源装备有限公司等，共同制定燃料电池密封部件性能测试规范团体标准，为推

动燃料电池电动汽车用密封部件试验提供科学、安全、可靠、高效的检测和验证

技术保障，进一步促进燃料电池系统在交通领域的推广应用。

本标准主要有3个关键技术问题。

技术要求规定了密封材料及密封部件在外观尺寸、性能参数、寿命指标等方

面的指标值；

试验要